繼續(xù)教育知識(shí)更新專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)體會(huì)

1、繼續(xù)教育知識(shí)更新專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)體會(huì) 通過(guò)采礦工程專(zhuān)業(yè)課知識(shí)更新學(xué)習(xí)，我深深感覺(jué)到有了很大收 獲。在這段時(shí)間里，我學(xué)習(xí)了礦井深部開(kāi)采及沖擊地壓的預(yù)測(cè)與預(yù)防 等有關(guān)知識(shí)，豐富了自己的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。下面就沖擊地壓災(zāi)害防治 談一談自己的體會(huì)。 礦井沖擊地壓災(zāi)害防治 沖擊地壓屬礦井動(dòng)力現(xiàn)象，是礦山壓力的一種特殊形式。是聚集 在礦井航道和采場(chǎng)周?chē)簬r體中的能量突然釋放， 產(chǎn)生的動(dòng)力將煤巖 拋向巷道，同時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈的聲響，造成煤巖體震動(dòng)和煤巖體破壞，支 架和設(shè)備損壞，人員傷亡，部分巷道垮落破壞等。沖擊礦壓還會(huì)引起 或可能引發(fā)其他礦井災(zāi)害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸。嚴(yán)重時(shí)造成地面 震動(dòng)和建筑物破壞等。因此沖擊地壓是煤礦

2、重大危害之一。 隨著我國(guó) 煤礦開(kāi)采深度的增加，以及開(kāi)采條件越來(lái)越復(fù)雜，我國(guó)的沖擊地壓現(xiàn) 象也將會(huì)增多。所以我們要深入研究地壓規(guī)律，制定相應(yīng)的防治對(duì)策 防止地壓災(zāi)害發(fā)生。 一、掌握沖擊地壓發(fā)生機(jī)理： 世界上幾乎所有國(guó)家都不同程度的受到?jīng)_擊地壓的威脅。在我 國(guó)，最早于1933年撫順發(fā)生過(guò)沖擊地壓災(zāi)害。分析其成因機(jī)理主要 有三個(gè)方面。 1、強(qiáng)度理論；該理論認(rèn)為，沖擊地壓發(fā)生的條件是礦山壓力大于煤 體一一圍巖理學(xué)系統(tǒng)的綜合強(qiáng)度使煤體更加壓實(shí)，承受更高的壓力， 積蓄了較多的彈性能。 一旦高應(yīng)力突然加大或突然減小時(shí)煤體可產(chǎn)生 破壞和運(yùn)動(dòng)，拋向已采空間，形成沖擊地壓。 2、能量理論；該理論認(rèn)為：當(dāng)?shù)V體于圍巖

3、系統(tǒng)的力學(xué)平衡狀態(tài)破壞 后所釋放的能量大于破壞所消耗能量時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生沖擊地壓。 3、沖擊傾向理論；該理論認(rèn)為：發(fā)生沖擊地壓的條件是煤體的沖擊 傾向度大于實(shí)驗(yàn)所確定的極限值， 可用一些試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)堆發(fā)生沖擊地 壓可能程度進(jìn)行估計(jì)或預(yù)測(cè)， 這種指標(biāo)的量度成為沖擊傾向度。 上述 三個(gè)理論提出了發(fā)生沖擊地壓的三個(gè)準(zhǔn)則， 三個(gè)準(zhǔn)則同時(shí)成立， 才是 產(chǎn)生沖擊地壓充分必要條件。 另外還有失穩(wěn)理論對(duì)沖擊地壓發(fā)生機(jī)理 進(jìn)行解釋。 二、了解沖擊地壓的影響因素 1、自然地質(zhì)因素：主要包括開(kāi)采深度、地質(zhì)構(gòu)造、煤巖結(jié)構(gòu)和力學(xué) 特征。開(kāi)采深度的加大使地應(yīng)力值增加。 一般在達(dá)到一定開(kāi)采深度后 才開(kāi)始發(fā)生沖擊地壓，此深度成為地

4、壓臨界深度。一般對(duì)于200 米， 總的趨勢(shì)是隨著采深增加， 沖擊危險(xiǎn)性增加。 地質(zhì)構(gòu)造如皺曲、 斷層、 煤層傾角及厚度突然變化也影響沖擊發(fā)生。同時(shí)頂板巖性、厚度、硬 度都會(huì)影響沖擊發(fā)生。 2、開(kāi)采技術(shù)因素：開(kāi)采技術(shù)條件和生產(chǎn)組織管理等都是引發(fā)沖擊的 因素。自然地質(zhì)因素是做基本的，原巖應(yīng)力是由采深決定的，總體來(lái) 說(shuō)，煤巖的強(qiáng)度大，彈性好，沖擊地壓的傾向性就高。但并不是強(qiáng)度 和彈性差的煤層就不會(huì)發(fā)生沖擊地壓， 他還取決于加載方式和加載速 度。技術(shù)因素是開(kāi)采引起局部應(yīng)力集中的原因，是開(kāi)采系統(tǒng)不完善， 或堅(jiān)硬頂板條件下較大的懸頂造成較大的應(yīng)力集中；或有開(kāi)采歷史在 成的，如煤層停采線造成的應(yīng)力集中傳遞到

5、鄰近煤層。從生產(chǎn)實(shí)踐看， 生產(chǎn)的集中化程度越高越易發(fā)生沖擊地壓。著主要是多美層開(kāi)采情況 下，如開(kāi)采設(shè)計(jì)和開(kāi)采順序；上覆煤層工作面停采線和煤柱的影響， 采空區(qū)的影響等。 三、建立沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)機(jī)制： 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓是防治工作的重要部分。 準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)對(duì)及 時(shí)采取區(qū)域性防范措施和局部性解危措施十分重要。 沖擊地壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)包括時(shí)間、地點(diǎn)和規(guī)模。它包括在實(shí)驗(yàn)室對(duì) 煤巖層的力學(xué)性質(zhì)分析和沖擊傾向鑒別及在采掘過(guò)程中對(duì)沖擊危險(xiǎn) 程度的鑒別。所謂沖擊危險(xiǎn)是指發(fā)生沖擊狂呀的可能性。 沖擊危險(xiǎn)程 度是指發(fā)生沖擊地壓的規(guī)模。預(yù)先查明礦區(qū)個(gè)礦井有沖擊危險(xiǎn)的煤層 就可以制定合理的礦區(qū)規(guī)劃和礦井設(shè)計(jì)。采用正確的開(kāi)

6、拓開(kāi)采方式， 從根本上消除或緩沖沖擊地壓的危害。 沖擊地壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法，除 了以往的經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法外，大致可分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是以鉆屑法為主的 局部探測(cè)法，包括煤巖體變形觀測(cè)法（頂板動(dòng)態(tài)、圍巖變形）、煤巖 體應(yīng)力測(cè)量法（相對(duì)應(yīng)力測(cè)量、絕對(duì)應(yīng)力測(cè)量）、流動(dòng)地音檢測(cè)法、 巖餅法等，主要用于探測(cè)采掘局部區(qū)段的沖擊危險(xiǎn)程度。這類(lèi)方法簡(jiǎn) 便可行，直觀可靠，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作在時(shí) 間和空間上不連續(xù)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)；第二類(lèi)是系統(tǒng)監(jiān)測(cè)法；包括地音系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)法和微震系統(tǒng)檢測(cè)法，以及其他地球物理方法（電磁輻射、地溫、 地磁等）。根據(jù)連續(xù)將記錄煤巖體內(nèi)出現(xiàn)的動(dòng)力現(xiàn)象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地 壓危險(xiǎn)狀態(tài)。所依據(jù)的基本

7、條件是巖體結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)破壞過(guò)程， 是以超 前的一系列物理現(xiàn)象為信息的，這些物理現(xiàn)象的出現(xiàn)被視為動(dòng)力破壞 的前兆。通常是在井上下設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，建立沖擊危險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)測(cè)網(wǎng)， 把連續(xù)手機(jī)記錄的地音和微震信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)站， 利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn) 行數(shù)據(jù)整理和加工分析，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)區(qū)的沖擊危險(xiǎn)。這類(lèi)方法可以 實(shí)現(xiàn)在空間上和時(shí)間上的連續(xù)監(jiān)測(cè)。 但維護(hù)管理較困難，分析數(shù)據(jù)和 判定煤巖體的力學(xué)狀態(tài)難度較大，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)，積累大量數(shù)據(jù)， 方可準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。 由于沖擊地壓的隨機(jī)性和突發(fā)性， 以及破壞形式的多樣性、使得 沖擊地壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作變得極為困難復(fù)雜， 單憑一種方法是不可靠 的。應(yīng)該根據(jù)具體情況，在分析地質(zhì)開(kāi)采條件的

8、基礎(chǔ)上，采用多種方 法進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。在進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)具體條件， 采用幾個(gè)簡(jiǎn)單可靠，行之有效的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 在 針對(duì)某一礦井或某一煤層，開(kāi)始進(jìn)行沖擊地壓研究時(shí)，應(yīng)集中盡可能 多的手段進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)試驗(yàn)，以積累經(jīng)驗(yàn)、探索規(guī)律，對(duì)于各種手段 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果互相驗(yàn)證，以優(yōu)選幾項(xiàng)適合本礦實(shí)際的、行之有效的沖 擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法。 在有沖擊地壓危險(xiǎn)的礦井進(jìn)行采掘過(guò)程中的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)， 可以指導(dǎo) 人們?cè)谖ｋU(xiǎn)區(qū)即時(shí)采取治理措施，避免沖擊地壓危害。因此，沖擊地 壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作可以分段進(jìn)行，在煤田地質(zhì)勘探階段，利用鉆孔巖心 進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定煤巖的沖擊傾向性。利用詳查和精查勘探中的資

9、料評(píng)價(jià)影響沖擊地壓的主要因素，包括埋藏深度、地質(zhì)構(gòu)造、頂?shù)装澹?尤其是老頂?shù)膸r性及厚度、煤巖強(qiáng)度及變形特性等；在礦井建設(shè)階段， 利用井巷揭露出的煤層和巖層進(jìn)行進(jìn)一步的力學(xué)試驗(yàn)， 評(píng)價(jià)煤巖層的 沖擊傾向和分析新獲得地質(zhì)資料，選擇合理的開(kāi)采方法和相應(yīng)的防范 措施；對(duì)于生產(chǎn)礦井，開(kāi)采到一定深度后，應(yīng)按照沖擊地壓煤層安 全開(kāi)采暫行規(guī)定進(jìn)行管理。由于沖擊地壓一般發(fā)生在采掘工作面及 附近地段，因此要在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行經(jīng)常性的沖擊危險(xiǎn)預(yù)報(bào)工作，以 便及時(shí)的采取措施，保證煤礦安全生產(chǎn)。 四、制定沖擊地壓防治措施 煤礦沖擊地壓防治措施的主要原則是及時(shí)查明有沖擊危險(xiǎn)煤層， 及時(shí)采取綜合防治措施。它包括區(qū)域性防范措施

10、和局部性防范措施。 前者旨在消除產(chǎn)生沖擊地壓的條件，具有時(shí)空上的長(zhǎng)期性和區(qū)域性。 后者旨在對(duì)已形成沖擊危險(xiǎn)的區(qū)段進(jìn)行解危處理和安全防護(hù)，屬于暫 時(shí)的局部性措施。優(yōu)先考慮區(qū)域性防范措施，但局部性解危措施也必 不可少。常用的沖擊地壓防治措施 （一）、區(qū)域性防范措施： 采用合理的開(kāi)拓布置和裁決方式，開(kāi)采保護(hù)層，煤層注水，厚層 堅(jiān)硬頂板預(yù)處理等。 （二）、局部性解危措施： 采用卸壓爆破、 鉆孔卸壓、 誘發(fā)爆破、沖擊地壓顯現(xiàn)防護(hù)措施等， 控制沖擊地壓的顯現(xiàn)。 由于沖擊地壓?jiǎn)栴}的復(fù)雜性和我國(guó)煤礦生產(chǎn)地質(zhì)條件的復(fù)雜性， 增加了沖擊地壓防治工作困難。為了有效的防控沖擊地壓危害發(fā)生， 應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件因地制宜的

11、優(yōu)先采取防范措施。 在大范圍內(nèi)降低應(yīng) 力集中程度， 控制彈性能積蓄和釋放的外部條件， 以及從改變煤巖體 本身結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)下手， 消除和減緩其積聚和突然釋放彈性能的內(nèi) 部條件。 （三）、沖擊地壓的動(dòng)態(tài)防治： 1、動(dòng)態(tài)防治的基本原則： （1）、先防治，后生產(chǎn)的原則：先防治后生產(chǎn)，保證安全生產(chǎn)的條件 下進(jìn)行作業(yè)，生產(chǎn)服從防治，防治服務(wù)生產(chǎn)。 （2）、能量弱化和能量消耗原則： 通過(guò)不斷和連續(xù)的進(jìn)行沖擊地壓的 治理，將工作面強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)逐步弱化，在不危及生產(chǎn)安全的條件下， 進(jìn)行安全生產(chǎn)作業(yè)。 （3）、危險(xiǎn)源控制原則：工作面沖擊地壓的防治，主要以煤體注水， 合理開(kāi)拓布局，采煤方法優(yōu)化。用煤層卸壓爆破，頂板

12、預(yù)裂爆破等方 法消除沖擊地壓的發(fā)生條件， 避免高應(yīng)力區(qū)所聚集的能量向工作面空 間突然釋放，而發(fā)生沖擊地壓事故。 2、動(dòng)態(tài)防治： 沖擊地壓的動(dòng)態(tài)防治的基本程序是按照監(jiān)測(cè)監(jiān)控沖擊地壓的預(yù) 測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行分析、 檢查，安全評(píng)估， 確定安全才能進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。 3、動(dòng)態(tài)防治的基本方法： （1）、區(qū)域防治防范措施： 煤層注水：在超前工作面 100 米范圍煤壁下邦進(jìn)行煤層注水， 注水壓 力位 2.5 兆帕，注水全部水分在 4%以上。 工作賣(mài)弄頂板超前預(yù)裂爆破： 在工作面巷道進(jìn)行頂板預(yù)裂爆破， 減少 頂板積聚的彈性能量。 超前煤體卸壓爆破： 在工作面兩巷道超前進(jìn)行煤體卸壓爆破， 形成保 護(hù)帶，并在高應(yīng)力區(qū)人為

13、誘發(fā)沖擊地壓，較少?zèng)_擊地壓危害。 區(qū)域防治措施在于避免形成高度的應(yīng)力集中，避免產(chǎn)生能量積聚條 件，預(yù)先改變煤巖體沖擊傾向。即形成消除沖擊地壓的應(yīng)力來(lái)源。 （2）、局域性解危防范措施： 鉆孔卸壓：采用 QFZ22 型防突鉆機(jī)進(jìn)行大直徑鉆孔卸壓。 MSZ-1.2 煤電鉆鉆孔卸壓。 卸壓爆破：通過(guò)煤體卸壓爆破和切頂排頂，排頂板強(qiáng)制放頂，實(shí)施局 部解危，釋放煤體內(nèi)積聚的彈性能量， 減少頂板破斷能量釋放對(duì)煤體 的加載，使沖擊地壓發(fā)生得到減緩。 局部性解危防治在于降低煤巖體內(nèi)的應(yīng)力集中， 破壞煤巖體內(nèi)的應(yīng)力 應(yīng)力集中，破壞煤層體結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造能量釋放條件，消除沖擊應(yīng)力傳播 途徑。 3）、工作地點(diǎn)防治措施： 危

14、險(xiǎn)區(qū)域隔離： 開(kāi)掘降低沖擊人行道，隔離沖擊危險(xiǎn)區(qū)域，形成 可靠的安全的工作面出口通道。 優(yōu)化回采工藝： 采用機(jī)炮采結(jié)合回采工藝。 工作點(diǎn)防治措施在于避免 造成災(zāi)害事故。 總之，我們要從煤礦安全生產(chǎn)的實(shí)際出發(fā)， 從生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)入 手，借鑒國(guó)內(nèi)外防控沖擊地壓災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地壓發(fā)生條件、規(guī)律和機(jī) 理及影響因素分析研究， 并及時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)， 采取有針對(duì)性的措施， 來(lái)消除沖擊礦壓事故危險(xiǎn)，確保煤礦生產(chǎn)安全、確保礦區(qū)和諧穩(wěn)定。 作者：七臺(tái)河技師學(xué)院 郭長(zhǎng)龍 2010-7-17 僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziell